INSTALAÇÕES PREDIAIS II

1. INSTALAÇÕES PREDIAIS II Sistemas Prediais de Suprimento de Água Fria – Tipos de Sistemas, Componentes e Dimensionamento Profa Eloisa Freire

6. Tipos de Sistemas de Distribuição O sistema de distribuição pode ser: • Direto, • Indireto, • Hidropneumático • ou Misto. Simbologias: R – Rede SD-S – Sistema Direto simples SD-B – Sistema Direto com Booster SI-G – Sistema Indireto por gravidade SI-H – Sistema Indireto Hidropneumático SM- Sistema Misto RI – Reservatório Inferior RS – Reservatório Superior TP – Tanque de pressão

7. de Distribuição (ascendente) O principal inconveniente da distribuição direta no Brasil é a irregularidade no abastecimento público e a variação da pressão ao longo do dia provocando problemas no funcionamento de aparelhos como os chuveiros.

8. (descendente) SEM BOMBEAMENTO COM BOOSTER COM BOMBEAMENTO Neste caso existe a descontinuidade do abastecimento e a falta pressão suficiente é suprida com a colocação do booster. Quando a pressão for suficiente, mas houver descontinuidade no abastecimento, há necessidade de se prever um reservatório superior e a alimentação do prédio será descendente Quando a pressão for insuficiente para levar água ao reservatório superior, deve-se ter dois reservatórios: um inferior e outro superior. Do reservatório inferior a água é encaminhada ao superior através do uso de conjuntos moto bomba de recalque

9. Dispensa o uso de reservatório superior, mas segundo Creder ), sua instalação e manutenção é cara, sendo recomendada somente em casos especiais para aliviar o carregamento da estrutura, ou quando a sua instalação está limitada pelo código de obras.

10. Sistema misto - SM O sistema de distribuição misto é aquele no qual existe distribuição direta e indireta ao mesmo tempo, como se pode perceber na Figura abaixo Sistema de distribuição misto. R

11. Vazão • Considera-se vazão hidráulica o volume de água a ser transportado que atravessa uma determinada seção (tubo, calha, etc) na unidade de tempo. • No sistema prático de unidades, a vazão é expressa em m3/ h, podendo ser expressa também em l/s. • A vazão também pode ser denominada de descarga hidráulica. • Em um projeto de instalações hidráulicas prediais, são dimensionadas vários tipos de vazões a saber: dos de utilização, do alimentador predial, do barrilete e colunas de distribuição, dos ramais e sub-ramais, do reservatório superior e da instalação hidropneumática, se houver.

12. Pressão A pressão é o resultado de uma força aplicada a uma superfície que lhe ofereça oposição. Normalmente confundem pressão com força. A pressão leva em conta dois fatores, a força aplicada e a superfície na qual ela é aplicada. Sendo P = pressão F = força A = área As medidas mais utilizadas em relação a pressão são: • kgf / cm2 ; • mca (metro de coluna d’água), • lb / pol2 • N / m2 (Newton por metro quadrado) ou Pascal (Pa) Podemos então afirmar que: 1kgf/cm2 = 10 mca = 98.100 Pa P = F A

13. Pressão em um Tubo P = F A Sendo: F = peso da água =  . V V = volume do cilindro = A . h Então substituindo temos P =  . A . h =  . h = 1. h = h em mca A Obs: 1kgf/cm2 = 10mca = 100.000Pa h F V A P

14. Pressão nas canalizações de um Prédio • Desta forma, em Hidráulica Predial a água contida em um tubo contém, peso, o qual exerce uma determinada pressão nas paredes desse tubo. • A pressão que a água exerce sobre uma superfície qualquer só depende da altura do nível as água até essa superfície. É o mesmo que dizer: a pressão não depende do volume de água contido no tubo. • Na maioria das vezes, no dimensionamento das tubulações em Hidráulica Predial, a pressão considerada é devida a ação exclusiva da gravidade. • Nos prédios, o que ocorre com a pressão exercida pela água nos diversos pontos das canalizações, só depende da altura do nível da água, desde um ponto qualquer da tubulação, até o nível água do reservatório.

15. Pressão nas canalizações de um Prédio Nível da água no reservatório superior Quanto maior for esta altura (h) maior será a pressão. Então podemos concluir que, nos andares mais baixos terão maior pressão comparados aos que estão situados mais próximos ao reservatório. A hD B 3 Pressão no ponto D = Altura do nível da água no reservatório até o ponto D. C 2 D TÉRREO

16. Perda de Carga Considera-se a perda de carga a resistência proporcionada ao líquido, neste caso a água, em seu trajeto. Devido a vários fatores que são partes constituintes do conduto (tubo, calha, etc) a água perderá parte da sua energia (pressão) inicial. Esses fatores determinantes para que a água possa vencer a resistência em seu trajeto são: • Rugosidade do conduto (tubo, calha, etc) • Viscosidade e densidade do líquido conduzido • Velocidade de escoamento • Grau de turbulência do fluxo • Comprimento da tubulação (distância percorrida) • Mudança de direção • Dimensão da tubulação (diâmetro) – é o único fator que contribui para diminuir a perda de carga

17. Perda de Carga A Perda de Carga é dividida em 2 partes • Perda de Carga Normal:é devida ao comprimento da tubulação. As tubulações de cobre e de plástico (PVC) normalmente com grande emprego nas instalações, oferecem grande vantagem em relação as tubulações de ferro galvanizado ou ferro fundido no aspecto de perda de carga (energia) no trajeto do líquido, para a mesma seção e distância linear. • Perda de Carga Localizada ou acidental:são as perdas que ocorrem nas mudanças de direção, como por exemplo nas conexões (joelhos, reduções, tês), ou quando a água passa por dispositivos de controle, tipo registro. Portanto, quanto maior for o número de conexões de um trecho de tubulação, maior será a perda de pressão ou perda de carga nesse trecho, diminuindo a pressão ao longo da tubulação

18. Linha Piezométrica – Perda de Carga A ∆h B hA hB tubulação R • Com registro fechado (R), a água sobe na tubulação vertical até o nível do reservatório (A). • Abrindo o registro, a água entra em movimento e o nível da pressão cai do ponto A para B, esta diferença é o que denominamos de perda de carga (∆h). • Tubulação de menor diâmetro oferece maior resistência à vazão ocasionando maior perda de carga. • Tubulação de maior diâmetro oferece menor resistência à vazão ocasionando menor perda de carga. • A pressão hA é a pressão estática neste ponto, ou seja, quando a água está parada. • A pressão hB é a pressão dinâmica neste ponto, ou seja, a água está em movimento.

19. Principais Terminologias • Água potável: água que atende ao padrão de potabilidade determinado pela Portaria no 36 do Ministério da Saúde; • Água fria: água à temperatura dada pelas condições do ambiente; • Ramal Predial ou ramal externo: é a tubulação compreendida entre a rede pública de abastecimento (distribuidor público) e a instalação predial caracterizada pelo medidor público (hidrômetro) ou limitador de consumo, o qual é considerado como parte integrante do ramal externo. • Alimentador predial ou Ramal interno: é a tubulação que liga a fonte de abastecimento a um reservatório de água de uso doméstico; • Torneira de bóia: válvula com bóia destinada a interromper a entrada de água nos reservatórios e caixas de descargas quando se atinge o nível operacional máximo previsto. • Reservatório inferior: reservatório intercalado entre o alimentador predial e a instalação elevatória, destinado a reservar água e a funcionar como poço de sucção da instalação elevatória.

20. Principais Terminologias • Reservatório superior: reservatório ligado a tubulação de recalque, destinado a alimentar a rede predial de distribuição. • Instalação elevatória: conjunto de tubulação, equipamentos e dispositivos destinado a levar a água para o reservatório superior • Tubulação de Recalque: tubulação compreendida entre o orifício de saída da bomba e o ponto de descarga no reservatório superior (de distribuição) • Tubulação de Sucção: tubulação compreendida entre o ponto de tomada no reservatório inferior e o orifício de entrada da bomba. • Barrilete: conjunto de tubulações que se origina no reservatório superior e do qual se derivam as colunas de distribuição • Colunas de distribuição: tubulação derivada do barrilete e destinada a alimentar ramais • Sub-ramais: tubulação que liga ramal à peça de utilização • Ramal: tubulação derivada da coluna de distribuição e destinada a alimentar os sub- ramais

21. Principais Terminologias • Nível de transbordamento: nível do plano horizontal que passa pela borda do reservatório, aparelho sanitário ou outro componente. No caso de haver extravasor associado ao componente, o nível é aquele do plano horizontal que passa pelo nível inferior do extravasor; • Plástico sanitário: expressão usualmente empregada para designar peças de utilização e outros componentes utilizados em banheiros, cozinhas e outros ambientes do gênero, fabricados em material plástico. Exemplos: torneiras, registros de pressão e gaveta, misturadores, válvulas de descarga, chuveiros e duchas; • Ponto de utilização da água: extremidade à jusante do sub-ramal a partir de onde a água fria passa a ser considerada água servida. Qualquer parte da instalação predial de água fria, a montante desta extremidade, deve preservar as características da água para o uso a que se destina; • Rede predial de distribuição: conjunto de tubulações constituído de barriletes, colunas de distribuição, ramais e sub-ramais, ou de alguns destes elementos, destinado a levar água aos pontos de utilização;

22. Principais Terminologias • Refluxo de água: escoamento de água ou outros líquidos e substâncias, proveniente de qualquer outra fonte, que não a fonte de abastecimento prevista, para o interior da tubulação destinada a conduzir água desta fonte. Inclui-se, neste caso, a retrossifonagem, bem como outros tipos de refluxo como, por exemplo, aquele que se estabelece através do mecanismo de vasos comunicantes; • Aparelho sanitário: componente destinado ao uso da água ou ao recebimento de dejetos líquidos e sólidos. Inclui-se nessa definição aparelhos como bacias sanitárias, lavatórios, pias, lavadoras de roupa, lavadoras de prato, banheiras etc; • Diâmetro nominal (DN): número que serve para designar o diâmetro de uma tubulação e que corresponde aos diâmetros definidos nas normas específicas de cada produto; • Dispositivo de prevenção ao refluxo: componente, ou disposição construtiva, destinado a impedir o refluxo de água em uma instalação predial de água fria, ou desta para a fonte de abastecimento; • Duto: espaço fechado projetado para acomodar tubulações de água e componentes em geral, construídos de tal forma que o acesso ao seu interior possa ser tanto ao longo de seu comprimento como em pontos específicos. Inclui também o shaft que é normalmente entendido como um duto vertical;

23. Principais Terminologias • Fonte de abastecimento: sistema destinado a fornecer água para a instalação predial de água fria. Pode ser a rede pública da concessionária ou qualquer sistema particular de fornecimento de água. No caso da rede pública, considera-se que a fonte de abastecimento é a extremidade à jusante do ramal predial; ; • Metal sanitário: expressão usualmente empregada para designar peças de utilização e outros componentes utilizados em banheiros, cozinhas e outros ambientes do gênero, fabricados em liga de cobre. Exemplos: torneiras, registros de pressão e gaveta, misturadores, válvulas de descarga, chuveiros e duchas, bicas de banheira; • Registro de fechamento: componente instalado na tubulação e destinado a interromper a passagem da água. Deve ser utilizado totalmente fechado ou totalmente aberto. Geralmente empregam-se registros de gaveta ou de esfera. Em ambos os casos, o registro deve apresentar seção de passagem da água com área igual à da seção interna da tubulação onde está instalado; • Registro de utilização: componente instalado na tubulação e destinado a controlar a vazão da água utilizada. Geralmente empregam-se registros de pressão ou válvula-globo em sub-ramais;

24. Principais Terminologias • Retrossifonagem: refluxo de água usada, proveniente de um reservatório, aparelho sanitário ou de qualquer outro recipiente, para o interior de uma tubulação, devido à sua pressão ser inferior à atmosférica; • Separação atmosférica: separação física (cujo meio é preenchido por ar) entre o ponto de utilização ou ponto de suprimento e o nível de transbordamento do reservatório, aparelho sanitário ou outro componente associado ao ponto de utilização; • Sub-ramal: tubulação que liga o ramal ao ponto de utilização; • Tubulação de extravasão ou extravasor: tubulação destinada a escoar o eventual excesso de água de reservatórios onde foi superado o nível de transbordamento, sendo popularmente denominado de ladrão; • Tubulação de limpeza: tubulação destinada ao esvaziamento do reservatório para permitir sua limpeza e manutenção.

31. Barriletes

34. Simbologias Conforme NBR 5626

35. Tabela 1.11. Altura recomendada para os pontos de utilização.

36. INSTALAÇÕES PREDIAIS II Sistemas Prediais de Suprimento de Água Fria – Dimensionamento Profa Eloisa Freire

37. Dimensionamento dos Componentes do Sistema Predial de Água Fria Estimativa das Vazões Diárias (Consumo Diário) • Para se estimar o consumo diário de água é necessário que se conheça a quantidade de pessoas (população) que ocupará a edificação. • Para o setor residencial, vários autores recomendam que se considere cada quarto social ocupado por 2 (duas) pessoas e cada quarto de serviço, por 1 (uma) pessoa. • Para efeitos didáticos, para prédios públicos ou comerciais, pode-se considerar as taxas de ocupação apresentadas na Tabela 1.1. • Conhecida a população do prédio, pode-se calcular o consumo diário de água do prédio. Para isso é necessário saber o consumo específico em função do tipo de prédio (consumo “per capita”). Caso o Código de Obra do Município não o forneça, pode-se utilizar os dados apresentados na Tabela 1.2.

38. Tabela – 1.2 Tabela – 1.1

39. Capacidade dos RESERVATÓRIOS • Segundo a NBR 5626/98 a reservação total, a ser acumulada nos reservatórios inferiores e superiores, não pode ser inferior ao consumo diário (Cd). Então recomenda-se a referida norma para os casos comuns a seguinte distribuição: - reservatório inferior deve armazenar 3/5 do Cd (60%) - reservatório superior deve armazenar 2/5 do Cd (40%) É ainda necessário prever uma reserva nos reservatórios para combate a incêndio. Em muitos municípios = 20% do Cd • Entretanto, tendo em vista a intermitência do abastecimento da rede pública é de boa norma prever reservatórios para 2dias e meio, distribuídos da seguinte forma: - reservatório inferior 1 dia e meio de Consumo Diário (Cd) - reservatório superior 1 dia de Consumo Diário (Cd)

40. Dimensionar os reservatórios de um prédio multifamiliar de 6 pavimentos tipo, com 4 apartamentos por andar de: sala, cozinha, 2 quartos, área de serviço e 1 quarto de empregada. • Consumo diário “per capita” prédio de apartamentos - 200 l/dia • População do prédio • Por apartamento = (2 pessoas por quarto social) x 2 + 1 pessoa QE = 5 • População Total do prédio = 5 x 4 x 6 = 120 pessoas • Consumo Diário (Cd) • 120 x 200 = 24.000 l • Reserva Técnica de Incêndio (20% do consumo diário) • 0,20 x 24.000 = 4.800 l • Volume Total de Reservação • 24.000 + 4.800 = 28.800 l • Dimensionamento dos Reservatórios - Segundo a NBR 5626 • Reservatório Inferior - 3/5 Cd ou 60% Cd • 3/5 x 28.800 = 17.280 l = 17,28 m3 • Reservatório Superior – 2/5 Cd ou 40% Cd • 2/5 x 28.800 = 11.520 l = 11,52 m3

41. Dimensionamento dos Reservatórios - Segundo ao Uso Corrente. • Volume total de Reservação • Consumo Diário (Cd) = 24000 l • Pelo Uso Corrente é utilizado: 2 dias e meio = 2,5 x Cd 2,5 x 24000 = 60.000 l • Reserva Técnica de Incêndio (20% do consumo diário) • 0,20 x 24.000 = 4.800 l • Volume Total de Reservação • 60.000 + 4.800 = 64.800 l • Reservatório Inferior - 3/5 Cd ou 60% de Cd • 0,60 x 64.800 = 38.880 l = 38,88 m3 • Reservatório Superior – 2/5 Cd ou 40% de Cd • 0,40 x 64.800 = 25.920 l = 25,92 m3

42. Dimensionamento do Ramal Predial e Alimentador Predial • Mínimo de ¾” A NB-92 prevê a vazão mínima para o ramal predial = ao consumo diário divido por 86400 (60x60x24h) e considerando a velocidade máxima de 1 m/s

44. Ligação a Rede Pública • Registro de derivação – fica junto ao distribuidor público • Registro de passeio ou de fecho – permite ao Serviço de águas da municipalidade efetuar o corte de água para o edifício. Para isso, há uma caixa de passeio, com tampa, que permite acesso ao registro de passeio por meio de chave de haste e cruzeta. • LIGAÇÃO • Rede Nova – após construção do prédio – ligação pode ser feita com a colocação de um T na própria rede, utilizando a máquina da Mueller Co. • A rede já existe antes da construção do prédio – e c/ o encanamento em carga - usando a máquina Mueller que fura, abre rosca e adapta o registro de derivação. Pode-se fazer a derivação até 21/2”. • A rede já existe antes da construção do prédio - Com encanamento em carga, porém sem nele abrir rosca para inserir o registro de derivação – utiliza-se, então, o colar de tomada, também chamado bridge ou colar de luneta. Este dispositivo permite fazer a colocação do registro de derivação também sem necessitar interromper o abastecimento de água na rede pública.. O colar de luneta é uma espécie de calha ou braçadeira com furo rosqueado para adaptação do registro de derivação.

45. Ligação a Rede Pública

46. Dimensionamento da tubulação • 10Passo–Dimensionamento dos SUB-RAMAIS Através da tabela abaixo são obtido os diâmetros mínimos dos sub-ramais

47. - sub-ramais (VASO SANITÁRIO) (VASO SANITÁRIO)

48. dos aparelhos sanitários

49. Dimensionamento da tubulação • 2o Passo - Dimensionamento dos RAMAIS Para se garantir a suficiência do abastecimento de água, deve-se determinar a vazão em cada trecho da tubulação corretamente. Isso pode ser feito através de dois critérios: • pelo consumo máximo possível • pelo consumo máximo provável

50. CONSUMO MÁXIMO POSSÍVEL CONSUMO MÁXIMO PROVÁVEL